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P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)和電池的制作方法

文檔序號:12725419閱讀:541來源:國知局
P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)和電池的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域,尤其涉及一種P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)和采用上述背電極結(jié)構(gòu)的電池。



背景技術(shù):

太陽能電池發(fā)電是利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能,由于它是綠色環(huán)保產(chǎn)品,不會引起環(huán)境污染,而且是可再生資源,所以在當(dāng)今能源短缺的情形下,太陽能電池是一種有廣闊發(fā)展前途的新型能源。

P型PERC雙面太陽能電池的制作流程包括:制絨、擴散、刻蝕、背面鈍化層沉積、PECVD背面鍍膜、正面PECVD鍍膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)、退火。太陽能電池片在將光能轉(zhuǎn)換成電能的過程中,其內(nèi)部產(chǎn)生的光生載流子需要通過外部印刷的電極收集并引出,然后與外部電路連接,從而將電流輸送出來。上述的絲網(wǎng)印刷工序又進一步細分為太陽能電池的背電極印刷和正電極印刷。背電極印刷又分為銀主柵電極印刷和鋁副柵電極印刷。正電極漿料和背電極漿料印刷在晶硅太陽電池正面上,經(jīng)過燒結(jié),起到收集電流的作用。背面電極圖形的設(shè)計決定了背鈍化電池的電流收集效果和受光面積,從而影響電池的光電轉(zhuǎn)換效率,因此需要提出一種新的背面電極,可以提高電極的導(dǎo)電性,減小遮光面積,提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于,提供一種P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,導(dǎo)電性好,電池的光電轉(zhuǎn)換效率高。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還在于,提供一種P型PERC雙面太陽能電池,導(dǎo)電性好、光電轉(zhuǎn)換效率高、電池的光電轉(zhuǎn)換效率高。

為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu),所述背電極結(jié)構(gòu)包括至少一條背銀主柵和多條相互平行的鋁柵線,所述鋁柵線和背銀主柵垂直連接;

所述鋁柵線和背銀主柵之間形成重疊連接的區(qū)域,所述重疊連接的區(qū)域圍繞在所述背銀主柵的四周;

在重疊連接的區(qū)域,所述鋁柵線覆蓋背銀主柵。

作為上述方案的優(yōu)選方式,所述背電極結(jié)構(gòu)包括至少兩條背銀主柵,所述背銀主柵之間相互平行。

作為上述方案的優(yōu)選方式,所述背銀主柵的數(shù)量為2-8根,所述背銀主柵的寬度為0.5-5mm。

作為上述方案的優(yōu)選方式,所述鋁柵線的數(shù)量為20-300根,所述鋁柵線的寬度為30-500微米。

作為上述方案的優(yōu)選方式,所述背銀主柵與鋁柵線重疊連接區(qū)域的寬度為0.05-2mm。

相應(yīng)的,本發(fā)明還提供一種P型PERC雙面太陽能電池,包括背銀主柵、鋁柵線、背面鈍化層、P型硅、N型發(fā)射極、正面鈍化層和正銀電極,所述背面鈍化層經(jīng)過激光開槽后形成若干個平行設(shè)置的激光開槽區(qū),每個激光開槽區(qū)內(nèi)設(shè)置至少1組激光開槽單元;鋁柵線與激光開槽區(qū)一一對應(yīng)設(shè)置,所述鋁柵線通過激光開槽區(qū)與P型硅相連,所述鋁柵線與背銀主柵垂直連接;

所述鋁柵線和背銀主柵之間形成重疊連接的區(qū)域,所述重疊連接的區(qū)域圍繞在所述背銀主柵的四周;

在重疊連接的區(qū)域,所述鋁柵線覆蓋背銀主柵。

作為上述方案的優(yōu)選方式,所述鋁柵線與激光開槽區(qū)平行,

每個激光開槽區(qū)內(nèi)設(shè)置至少2組激光開槽單元,相鄰兩組平行設(shè)置的激光開槽單元之間的間距為5-300μm;

所述激光開槽區(qū)的寬度為10-500μm;位于激光開槽區(qū)下方的鋁柵線的寬度大于激光開槽區(qū)的寬度,鋁柵線的寬度為30-550μm。

作為上述方案的優(yōu)選方式,所述鋁柵線與激光開槽區(qū)垂直,

所述激光開槽單元之間的間距為0.5-50mm。

作為上述方案的優(yōu)選方式,所述激光開槽單元的圖案為線條、圓形、橢圓形、三角形、四邊形、五邊形、六邊形、十字形或星形。

所述鋁柵線也可以是曲線形、弧形、波浪形等。

作為上述方案的優(yōu)選方式,所述激光開槽單元的圖案為一條連續(xù)的直線或多個線段組成的虛線;

當(dāng)所述激光開槽單元的圖案為多個線段組成的虛線時,所述線段的長度相同或不同。

實施本發(fā)明,具有如下有益效果:

本發(fā)明提供一種P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu),既可以替代現(xiàn)有單面太陽能電池結(jié)構(gòu)中全鋁背電場的作用,還具有載流導(dǎo)體的功能,適用于裝設(shè)在P型PERC雙面太陽能電池的背面作為背面電極。具體的,背電極結(jié)構(gòu)包括至少一條背銀主柵和多條相互平行的鋁柵線,鋁柵線和背銀主柵垂直連接;鋁柵線和背銀主柵之間形成重疊連接的區(qū)域,重疊連接的區(qū)域圍繞在背銀主柵的四周,可以保證鋁柵線和背銀主柵之間形成良好的接觸,保證背電極的電流收集效果,從而保證太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。在重疊連接的區(qū)域,鋁柵線覆蓋背銀主柵,可以提高背電極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電率,提高背電極的電流收集效果,從而保證太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明還提供一種采用上述背電極結(jié)構(gòu)的P型PERC雙面太陽能電池,其在電池背面設(shè)有多條平行設(shè)置的鋁柵線,不僅替代現(xiàn)有單面太陽能電池中全鋁背電場,實現(xiàn)背面吸光的功能,還用作背銀電極中的副柵結(jié)構(gòu)用于傳導(dǎo)電子。制作本發(fā)明所述P型PERCP型PERC雙面太陽能電池,可節(jié)省銀漿和鋁漿的用量,降低生產(chǎn)成本,而且實現(xiàn)雙面吸收光能,顯著擴大太陽能電池的應(yīng)用范圍和提高光電轉(zhuǎn)換效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是圖1所示A-A向的剖面圖;

圖3是圖1所示P型PERC雙面太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4是圖3所示P型PERC雙面太陽能電池的背面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。

近年來,隨著科學(xué)家和技術(shù)人員的深入研究,發(fā)現(xiàn)了一種背面鈍化的PERC太陽能電池可進一步提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。然而背面的氧化鋁膜和氮化硅膜為絕緣層,不能傳導(dǎo)電子,因此常規(guī)的做法是在柵線下方的氮化硅上開槽,印刷柵線時,銀漿可填充到開槽區(qū)內(nèi)與P型硅形成歐姆接觸,從而實現(xiàn)導(dǎo)電功能。

現(xiàn)有的PERC單面太陽能電池在電池的背面設(shè)有全鋁背電場覆蓋在硅片的整個背面,全鋁背電場的作用是提高了開路電壓Voc和短路電流Jsc,迫使少數(shù)載流子遠離表面,少數(shù)載流子復(fù)合率降低,從而整體上提高電池效率。然而,由于全鋁背電場不透光,因此,具有全鋁背電場的太陽能電池背面無法吸收光能,只能正面吸收光能,其光電轉(zhuǎn)換效率難以大幅度的提高。

為此,本發(fā)明提出一種新的背面電極,既可以替代現(xiàn)有單面太陽能電池結(jié)構(gòu)中全鋁背電場的作用,還具有載流導(dǎo)體的功能,適用于裝設(shè)在P型PERC雙面太陽能電池的背面作為背面電極。

如圖1、2所示,本發(fā)明提供了一種P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu),所述背電極結(jié)構(gòu)包括至少一條背銀主柵1和多條相互平行的鋁柵線2,所述鋁柵線2和背銀主柵1垂直連接;所述鋁柵線2和背銀主柵1之間形成重疊連接的區(qū)域12。重疊連接的區(qū)域12具體參見圖1所示的虛線框,其圍繞在背銀主柵1的四周,可以保證鋁柵線和背銀主柵之間形成良好的接觸,保證背電極的電流收集效果,從而保證太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。鋁柵線2和背銀主柵1將硅片形成多個受光區(qū)10,從而實現(xiàn)太陽能電池的背面吸收太陽能。

在重疊連接的區(qū)域12,所述鋁柵線2覆蓋背銀主柵1,可以提高背電極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電率,提高背電極的電流收集效果,從而保證太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

所述背銀主柵1與鋁柵線2重疊連接區(qū)域12的寬度為0.1-2mm,具體可以是0.1 mm、0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0mm,但不限于此。重疊連接區(qū)域12的寬度為0.1-2mm,不影響封裝組件時背銀主柵1與焊帶的焊接。

優(yōu)選的,所述背電極結(jié)構(gòu)包括至少兩條背銀主柵1,所述背銀主柵1之間相互平行。所述背銀主柵1的數(shù)量為2-8根,所述背銀主柵1的寬度為0.5-5mm。

所述鋁柵線的數(shù)量為20-300根,所述鋁柵線的寬度為30-500微米。

相應(yīng)的, 本發(fā)明還提供一種采用上述背電極結(jié)構(gòu)的P型PERC雙面太陽能電池,具體如圖3所示,包括背銀主柵1、鋁柵線2、背面鈍化層、P型硅5、N型發(fā)射極6、正面鈍化層7和正銀電極8,其中,所述背面鈍化層包括背面氮化硅膜3、背面氧化鋁膜4,正面鈍化層7可以是正面氮化硅膜,但不限于此。

所述背面氮化硅膜3和背面氧化鋁膜4經(jīng)過激光開槽后形成30-500組平行設(shè)置的激光開槽區(qū)9,每個激光開槽區(qū)內(nèi)設(shè)置1-50組激光開槽單元;鋁柵線2與激光開槽區(qū)9一一對應(yīng)設(shè)置,所述鋁柵線2通過激光開槽區(qū)9與P型硅5相連;所述鋁柵線2與背銀主柵1垂直連接。

本發(fā)明對現(xiàn)有的單面PERC太陽能電池進行改進,不再設(shè)有全鋁背電場,而是將其變成許多的鋁柵線2,采用激光開槽技術(shù)在背面氮化硅膜3和背面氧化鋁膜4上開設(shè)激光開槽區(qū)9,而鋁柵線2印刷在這些平行設(shè)置的激光開槽區(qū)9上,從而能與P型硅5形成局部接觸,密集平行排布的鋁柵線2不僅能起到提高開路電壓Voc和短路電流Jsc,降低少數(shù)載流子復(fù)合率,提高電池光電轉(zhuǎn)換效率的作用,可替代現(xiàn)有單面電池結(jié)構(gòu)的全鋁背電場,而且鋁柵線2并未全面遮蓋硅片的背面,太陽光可從鋁柵線2之間投射至硅片內(nèi),從而實現(xiàn)硅片背面吸收光能,大幅提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

優(yōu)選地,所述鋁柵線2的根數(shù)與激光開槽區(qū)的個數(shù)對應(yīng),皆為30-500條,更佳地,所述鋁柵線2的根數(shù)為80-220條。

如圖4所示為硅片背面,鋁柵線2與背銀主柵1呈垂直連接,其中背銀主柵1為連續(xù)直柵,由于背面氮化硅膜3和背面氧化鋁膜4設(shè)有激光開槽區(qū)9,印刷鋁漿形成鋁柵線2時,鋁漿填充至激光開槽區(qū)9,使得鋁柵線2與P型硅5形成局部接觸,可將電子傳輸至鋁柵線2,與鋁柵線2相交的背銀主柵1則匯集鋁柵線2上的電子,由此可知,本發(fā)明所述鋁柵線2起到提高開路電壓Voc和短路電流Jsc,降低少數(shù)載流子復(fù)合率,以及傳輸電子的作用,可替代現(xiàn)有單面太陽能電池中全鋁背電場,不僅減少銀漿和鋁漿的用量,降低生產(chǎn)成本,而且實現(xiàn)雙面吸收光能,顯著擴大太陽能電池的應(yīng)用范圍和提高光電轉(zhuǎn)換效率。

所述鋁柵線與激光開槽區(qū)可以是平行,也可以是垂直的。

當(dāng)鋁柵線與激光開槽區(qū)平行時,激光開槽區(qū)內(nèi)設(shè)置2組以上激光開槽單元,相鄰兩組平行設(shè)置的激光開槽單元之間的間距為5-300μm。

本發(fā)明所述激光開槽區(qū)9的寬度為10-500μm;位于激光開槽區(qū)9下方的鋁柵線2的寬度大于激光開槽區(qū)9的寬度,鋁柵線2的寬度為30-550μm。在上述鋁柵線2寬度選擇較大數(shù)值如500μm,而激光開槽區(qū)9寬度選擇較小數(shù)值如40μm,可將多組激光開槽區(qū)9并排設(shè)在同一鋁柵線2之上,保證鋁柵線2與P型硅5有足夠的接觸面積。

當(dāng)鋁柵線與激光開槽區(qū)垂直時,所述激光開槽單元之間的間距為0.5-50mm。

進一步,每組激光開槽單元包括至少1個激光開槽單元,所述激光開槽單元的圖案為線條、圓形、橢圓形、三角形、四邊形、五邊形、六邊形、十字形或星形。優(yōu)選的,所述激光開槽單元的圖案為一條連續(xù)的直線或多個線段組成的虛線;當(dāng)所述激光開槽單元的圖案為多個線段組成的虛線時,所述線段的長度相同或不同。

因此,本發(fā)明所述P型PERC雙面太陽能電池改變設(shè)有多條平行設(shè)置的鋁柵線2,不僅替代現(xiàn)有單面太陽能電池中全鋁背電場以提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率,還取代背銀電極中的副柵結(jié)構(gòu)用作傳導(dǎo)電子。制作本發(fā)明所述P型PERCP型PERC雙面太陽能電池,可節(jié)省銀漿和鋁漿的用量,降低生產(chǎn)成本,而且實現(xiàn)雙面吸收光能,顯著擴大太陽能電池的應(yīng)用范圍和提高光電轉(zhuǎn)換效率。

最后所應(yīng)當(dāng)說明的是,以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制,盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。

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